KR20210025434A - 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템의 적용방법 - Google Patents
어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템의 적용방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자연생태계에 의한 연속적 순환 방법에 의해 환경오염 물질 및 유해물질을 배출하지 않으면서 어류 및 채소를 키울 수 있는 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육방법을 제공하기 위한 기술분야의 발명이다.
본원은 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장이 마련되고 양어장 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수가 활성오니조로 이송되는 제1단계와 활성오니조로 유입된 오염수가 광촉매, 미생물 담체와 접촉하면서 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해성 암모니아성 질소가 무해성 질산성 질소로 변화됨과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 번식시키는 활성오니법 처리수가 채소재배지로 공급되는 제2단계와 채소재배지로 이송된 물이 재배채소에 영양성분을 제공하고 잔량물을 물 저장조로 이송되는 제3단계와 물 저장조로 유입된 물을 분석하여 양어장으로 공급되기 부적합한 수질인 경우 활성오니조로 리싸이클(recycle)시키고 수질기준에 적합한 경우 양어장으로 유입되도록 적용되는 제4단계 공정을 포함하여 이루어져서 효율적인 어류사육과 채소작물 수확을 동시 얻을 수 있는 순환시스템 적용방법 관련 기술이다.
본원은 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장이 마련되고 양어장 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수가 활성오니조로 이송되는 제1단계와 활성오니조로 유입된 오염수가 광촉매, 미생물 담체와 접촉하면서 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해성 암모니아성 질소가 무해성 질산성 질소로 변화됨과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 번식시키는 활성오니법 처리수가 채소재배지로 공급되는 제2단계와 채소재배지로 이송된 물이 재배채소에 영양성분을 제공하고 잔량물을 물 저장조로 이송되는 제3단계와 물 저장조로 유입된 물을 분석하여 양어장으로 공급되기 부적합한 수질인 경우 활성오니조로 리싸이클(recycle)시키고 수질기준에 적합한 경우 양어장으로 유입되도록 적용되는 제4단계 공정을 포함하여 이루어져서 효율적인 어류사육과 채소작물 수확을 동시 얻을 수 있는 순환시스템 적용방법 관련 기술이다.
Description
본 발명은 자연생태계의 순환 농법기술을 적용하여 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템의 적용방법 관련 기술로, 더욱 상세하게는 물고기의 먹이를 자급자족할 수 있도록 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장이 구비되고, 각각의 수위 조절장치에 의해 양어장의 물 높이가 유지되도록 적용되되, 양어장 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수가 활성오니조에 이송되도록 적용되고, 활성오니조에 저장된 오염수를 광촉매, 미생물 담체 및 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해한 암모니아성 질소를 무해한 질산성 질소로 변화시킴과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 다량 번식시키도록 변화시킨 후 활성오니법 처리수를 채소 재배지로 이송되도록 구성하고, 채소재배지의 작물들이 활성오니법 처리수에 의해 제공된 영양분의 물을 흡수하여 작물의 우수한 신선도와 높은 증수율을 제공하기 위한 영양원소와 어류의 배설물에 포함된 부영양화 원소 및 유해물질을 흡수, 성장하도록 제공한 후 양어장으로 유입되도록 적용되는 순환시스템을 포함하여 제공되는 어류 및 채소 작물의 동시 육성방법 관련 기술이다.
현대의 수산 양식업은 지속 가능성에 대한 우려와 관심 속에 주목을 받는 산업 분야 중 하나이다.
주 사료 성분으로 사용되는 어분의 생산과 사용에 따른 오염문제, 해양 가두리 양식장에서 이루어지는 자연환경으로의 무분별한 폐기물 방출과 같은 환경오염과 관련된 다양한 문제가 제기되고 있으며, 수산 양식업에서 발생되는 각종 환경오염에 대한 우려는 지속 가능한 양식(Sustainability aquaculture systems)시스템의 요구를 증대시키고 있으며, 이러한 요구를 충족하기 위한 새로운 생산방법으로 아쿠아포닉스(Aquaponics)가 주목받고 있다.
아쿠아포닉스란 수산양식(Aquaculture)과 농업방식 중 경재배(Hydroponic)를 융합한 생산시스템으로, 수산양식과정에서 만들어진 사육수 내에 생성되는 각종 무기물질들을 식물이 성장 영양소로 흡수하면서 수질정화와 식물성장이 지속적으로 이루어지며 사육수를 계속 재 사용하면서 수산양식과 농작물 재배를 동시에 실시할 수 있는 생태계의 물 순환을 기반으로 한 유기생산법이라 할 수 있다.
어류 양식과정에서 공급하는 사료를 섭취한 어류는 여러 가지 대사활동을 통해 사육수 내부로 다양한 무기물질을 배출하게 되며, 이와 같은 사육수 내 용존 유기물들의 지속적인 축적은 사육수의 환경오염을 야기 시키며, 농도에 따라서 양식 어류에 치명적인 독성을 나타내기도 한다.
아쿠아포닉스는 양식과정에서 이용된 사육수를 식물에게 공급하여 식물의 뿌리에서 사육수 내에 존재하는 다양한 무기물질들을 영양소로 흡수하는 과정을 통해 사육수 내의 독성 물질들을 정화하게 되는 것이다.
아쿠아포닉스에서 가장 핵심적으로 작용되는 요소는 사육수 내 오염원을 제거 및 정화 처리한 후에 지속적으로 재 사용하는 사육수 재순환 양식시스템(RAS)이라 할 수 있다.
양식장으로부터 기인하는 환경 부담을 줄일 수 있는 RAS의 산업적 확산은 높은 초기자본의 요구 등으로 인해서 더디게 진행되고 있으며 투자비용을 충당하기 위하여 높은 입식 밀도와 생산량이 요구되고, 결과적으로 양식 어류의 성장 저하 및 질병발생, 복지문제 등이 발생될 수 있다.
또한 Russo et al.(1974)에 의하면 RAS는 1일에 총 시설 내 물 수량의 10% 미만을 환수하기 때문에 산소부족과 유기물, 암모니아 등의 무기질소 및 CO2의 축적 등으로 인하여 수질오염이 지속될 수 있기 때문에 수질 관리를 잘하지 않으면 성장저해, 질병 발생 등으로 어류를 건강하게 키울 수 없는 것으로 주장하고 있는데 사육수의 지속적인 재사용을 위해서는 양식과정에서 이루어지는 양식 어류의 대사 작용과 소비되지 않고 남은 사료 등에 의해 발생되는 질산성 질소의 경우 어류에게 독성을 나타내기 때문에 비교적 무해한 질산염으로 산화를 유도하는 생물학적 여과과정이 필수적이며, 질산염 역시 농도가 높아지면 pH가 낮아지고 어류 성장에도 영향을 주게 되므로 환수와 탈질산화 및 수생 식물 등을 이용하여 농도를 낮추고자 하는 연구들이 계속되고 있다.
하지만 국내 대다수의 육상 수조식양식장은 인근 지하수 및 하천수를 취수하여 사육수로서 사용하고 간단한 침전시설만 거친 후 배출하고 있으며, RAS구조를 가진 일부 양식장의 경우에도 기계적·화학적 작용을 통한 사육수질 개선이 이루어지고 있는 실정이며 이로 이해 인근 하천 및 지하수 수질이 악화되고 이 담수를 다시 사육 원수로 사용하고 있어 이들 수역에는 부영양화, 녹조, 적조 등의 발생과 이로 인한 피해가 속출하는 등의 악순환이 거듭되고 있는 실정이다.
아쿠아포닉스 시스템은 내수면 양식장의 환경오염부하문제와 수경재배의 양액공급 및 처리문제를 상호 보완할 수 있는 방법으로서 국내/외적으로 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 미국 및 유럽, 호주 등지에서 산업화 단계로 발전하고 있는 추세이나, 환경 및 경제성 문제와 함께 물고기 양식 및 수질환경 개선을 동시에 접목시키는 부분에서 한계점이 노출되어 있다.
이에 따라 아쿠아포닉스의 기술 특성상 BT, ICT, NT 등 타 분야와 교류가 필수적이며, 이를 고려한 연구개발 및 전략이 필요하며, 우리나라의 아쿠아포닉스에 대한 기술의 실용화 측면에서 국내의 농축산 및 환경관련 기업의 성장할 수 있는 기술이 뒷받침되어야 할 것으로 예측된다.
현재까지 본원관련 자연생태계 순환 농법인 아쿠아포닉스 관련 선행기술을 살펴보면 다음과 같다.
한국공개특허 공개번호 10-2018-0011533 A에서는 관상생물 양식용 아쿠아포닉스 시스템을 제안하고 있는 바, 상기 기술은 내부에 사육수가 수용되어 관상어가 사육되는 복수의 사육수조와 사육수조에서 제1 관로를 통해 배출된 사육수를 여과하는 복수의 여과수조와 여과수조에서 제2 관로를 통해 배출된 사육수를 여과하는 여과조와 여과조의 사육수를 제3 관로를 통해 사육수조로 끌어올리는 물 펌프 및 사육수조 및 여과수조가 설치되는 프레임구조물을 포함하고 프레임구조물은 사육수조가 다층으로 설치되는 제1 설치부 및 제1 설치부의 측방에 형성되고, 여과수조가 다층으로 설치되는 제2 설치부가 포함되는 것을 제안하고 있는데 상기 기술은 수중 관리하는데 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라 작물에 유익한 영양소를 제공하는데도 많은 어려움이 뒤따르는 기술이라 할 수 있다.
또한 한국공개특허 공개번호 10-2018-0004696 A에서는 아쿠아포닉스 시스템과 이를 사용한 어패류 사육 방법 및 식물 재배 방법을 제안하고 있는바, 상기 기술은 사육 시스템의 사육조와 재배 시스템의 재배 베드를 구비하고, 재배 시스템은 재배 베드를 수직 방향으로 2단 이상 배치하고, 사육조 내의 액체를 상기 재배 베드의 각각에 공급하고, 각각의 재배 베드 내의 액체를 사육조로 되돌려서 사육조-재배 베드-사육조로 순환하는 사육 재배 순환계를 구비하고, 상기 순환 경로를 순환하는 액체에 의해 사육조 내에서 어패류를 사육할 수 있고, 재배 베드에서 식물을 재배할 수 있는 아쿠아포닉스의 시스템을 제안하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2016-0173434에서는 양어 연계형 채소재배 시스템 및 그의 운용 방법 관련 기술로 채소재배에 필요한 온도, 습도, 영양분, 광조건 등의 채소 생육을 위한 환경을 자체적으로 제어하여 사용자 편의성을 강화할 수 있음과 동시에, 양어생육장치와 연계시켜 이로부터 발생하는 노폐물을 식물생육에 활용할 수 있어 경제적이고 친환경적인 양어 연계형 채소재배 시스템 및 그의 운용 방법으로 양어부, 식물재배부, 상기 양어부에서 발생하는 노폐물로부터 식물재배에 필요한 영양소를 걸러내어 상기 식물재배부로 제공하기 위한 양어부-식물재배부 연계부 및 상기 양어부의 양육 환경을 위한 제어 및 상기 식물재배부의 생육 환경을 제공하기 위한 제어인자를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 양어 연계형 채소재배 시스템이 제시되어 있다.
한국공개특허 공개번호 10-2016-0091052 A에서는 (a) 식물재배조 상기 식물재배조내에 미생물이 부착된 투수성 물질이 적층되어 이루어진 충전층 및 식물재배용 조명장치를 포함하는 식물재배부 (b) 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하는 어류양식부 (c) 상기 어류양식부의 양액을 상기 식물재배부에 이동시키는 호스, 밸브 및 수중펌프를 포함하는 양액 유로 및 (d) 상기 식물재배부의 양액을 상기 어류양식부에 이동시키는 아쿠아포닉 사이펀 장치의 구성을 포함하는 아쿠아포닉스 시스템에서, 상기 아쿠아포닉 사이펀 장치는 사이펀 및 양액배출부로 이루어지고, 상기 양액배출부 하단부에 공기유입조절바와 고무패킹을 포함하는 배수조절장치를 포함하여 구성되는 소형 아쿠아포닉스 시스템을 제안하고 있다.
한국공개특허 공개번호 10-2015-0038957 A에서는 하나의 펌프로 물의 순환과 어류에 산소공급을 동시에 할 수 있고, 설치 및 이동이 용이한 아쿠아포닉스를 위한 식물재배장치 및 그 작동방법이 제안되고 있는바, 상기 기술은 어류가 서식하는 수조에서 수조에 담긴 물 가운데 일부를 상기 수조 외부로 배출하는 펌프 상기 수조 외부로 배출되는 물을 정화하는 필터 상기 수조 외부로 배출되는 물의 적어도 일부가 함침되며 식물이 재배되는 배지를 구비하는 트레이 및 상기 수조와 상기 트레이가 일체로 이동가능하도록 결합시키는 결합부를 포함하며 상기 펌프는 상기 수조에 공기를 주입하는 공기펌프로 구비되고 일단은 상기 공기펌프에 연결되고 타단은 상기 수조에 잠기어 상기 공기펌프로부터 펌핑되는 공기가 기포를 형성하여 상승함에 따라 상기 수조의 물의 일부를 상기 수조 외부로 배출하는 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치를 제안하고 있다.
는 반면 본원은 연속 순환공정에 의해 양어장 내부에 물고기들의 사육과정 중 발생되는 물고기의 배설물을 활성오니법에 의해 질산성 질소로 변화시키고, 작물 재배 시 유익한 영양분을 제공할 수 있는 물을 제공하여 작물의 증수효과를 제공함과 동시에 어류의 배설물에 포함된 부영양화 물질 및 환경 유해물질을 동시에 제거할 수 있는 자연생태계에 의한 연속적 순환방법을 제안하고 있음에 따라 인용발명과의 기술적 구성 및 사상과 발명의 목적이 전혀 다름을 알 수 있다.
상기와 같은 종래기술에 비하여 본원 기술에서는 물이 저장된 각각의 공간에서 수위 조절장치에 의한 연속적 순환수단에 의해 많은 인력이 필요하지 않고, 물고기를 양육시키기 위한 먹이를 자체 조달할 수 있는 자급자족 방법을 제공하여 먹이공급에 의한 경비를 최소화하며, 활성오니조 내부에 구성되는 광촉매, 버블(Bubble) 및 미생물 담체의 기술구성에 의해 작물의 신선도와 증수율을 높일 수 있는 영양원소를 제공함은 물론 어류의 배설물에 포함된 부영양화 물질 및 환경 유해물질을 제거하여 자연생태계에 의한 연속적 순환 방법으로 환경오염 물질 및 유해물질을 배출하지 않으면서 어류 및 채소의 생육방법을 제공할 수 있음에 따라 종래에 제시된 선행발명과 비교하여 진보성이 휠씬 높은 기술이라 할 수 있다.
본원은 상기 종래 배경기술에서 밝히고 있듯이 종래의 아쿠아포닉스의 방법 또는 시스템들의 기술수준이 아직 미진하여 이에 필요한 많은 인력 및 경비가 소요되어 경제성이 크게 떨어진다는 문제점을 해소하고, 채소 작물의 신선도 및 증수율을 높일 수 있는 방안을 찾고자 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원은 양어장과 활성오니조와 채소재배지와 물 저장조가 포함되어 순환구조를 형성하며 어류사육과 채소작물을 동시에 좋은 효율로 얻기 위한 순환시스템의 적용방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
본원은 종래의 아쿠아포닉스의 방법 또는 종래의 아쿠아포닉스 시스템들의 기술수준이 아직 미진하여 이의 적용에 필요한 많은 인력 및 경비가 소요되어 경제성이 크게 떨어진다는 문제점을 해소하고, 채소 작물의 신선도 및 증수율을 높일 수 있는 방안을 찾기 위한 기술사상의 발명으로 양어장과 활성오니조와 채소재배지와 물 저장조가 포함되어 순환구조를 형성하며 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템의 적용방법으로서, 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장이 마련되고 양어장 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수가 활성오니조로 이송되는 제1단계와 활성오니조로 유입된 오염수가 광촉매, 또는 미생물 담체와 접촉하면서 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해성 암모니아성 질소가 무해성 질산성 질소로 변화됨과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 번식시키는 활성오니법 처리수가 채소재배지로 공급되는 제2단계와 채소재배지로 이송된 물이 재배채소에 영양성분을 제공하고 잔량물을 물 저장조로 이송되는 제3단계와 물 저장조로 유입된 물을 분석하여 양어장으로 공급되기 부적합한 수질인 경우 활성오니조로 리싸이클(recycle)시키고 수질기준에 적합한 경우 양어장으로 유입되도록 적용되는 제4단계 공정 포함하여 이루어져서 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법을 통하여 본원 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
상기 활성오니조(20)에서 광촉매는 버미큘라이트, 암면, 펄라이트 중 선택되어지는 1종 이상의 발포성 무기 다공성소재 100 중량부에 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO)의 광촉매가 0.1~1.0 중량부 범위로 코팅되어 적용되는 구성이 바람직하며, 상기 채소재배지에 사용되는 모종트레이에는 펄라이트, 암면, 모래, 자갈, 폴리우레탄 폼, 버미큘라이트, 피트모스, 코코섬유, 왕겨, 훈탄, 활성탄 중 선택되어지는 1종 이상의 뿌리지지체 분말과 뿌리지지체 분말 100 중량부로 기준으로 퇴비, 구비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부숙토, 부엽토, 아미노산 발효 부산비료, 아미노산 발효비료, 건계분, 건조축산 폐기물, 톱밥, 토양 미생물 제제, 유기성 하수슬러지, 나뭇잎, 지렁이 분변토 중 선택되어지는 1종 이상의 영양성분이 50 ~ 150 중량부 비율로 혼합되어 적용될 수 있으며, 상기 채소재배지(30)에 광합성 소스(Source)를 제공하기 위하여 탄산칼슘, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄 중 1종 이상의 탄산염이 선택되어지고, 산/염기 반응에 의해 이산화탄소의 소스가 방출되도록 적용될 수 있다.
또한 본원의 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템에서는 양어장과 활성오니조 및 물 저장조에는 각각의 수위 조절장치에 의해 물 이송 장치가 가동되도록 적용되는 구성이 바람직하다.
또한 본원 기술사상의 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템은 반듯이 기업규모로 적용되지 않더라도 일반 가정집의 건물 실내에서 소규모로 제작되어 적용되므로 개인적으로 원하는 어종의 어류사육과 원하는 채소작물을 얻도록 개인적 요구를 충족시키는 순환시스템으로도 적용될 수 있을 것이다.
이하 본원 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란 기재를 통하여 도면 및 발명의 실시예와 함께 상세하게 설명된다.
본원 관련기술은 배경기술에서 밝히고 있듯이 지금까지 종래의 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 동시 생육방법들은 대상 어류의 먹이를 제공하기 위하여 필요로 하는 먹이를 임의로 구입하여 공급해야 하고, 어류의 생육과정 중 배출되는 배설물의 암모니아 질소를 무해한 질산화 질소가 부족한 물과 성장에 유익한 미생물이 다량 존재하지 않는 물을 작물재배지의 영양소로 제공함에 따라 신선도가 높은 고품질의 작물을 재배하기 어려운 문제점을 해소하는 효과를 제공한다.
또한 본원은 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육과정 중 자동 및 수동방법에 의해 순환 농법이 조절 가능함에 따라 최소의 인력으로 본원의 자연생태계 순환 농법으로 어류 및 채소를 동시에 키울 수 있을 뿐만 아니라 양어장의 어류 먹이를 자체적으로 공급이 가능한 상태에서 작물재배에 우수한 신선도 유지 및 증식이 가능함과 동시에 양어장의 어류 배설물로부터 수질환경에 문제가 발생하지 않는 수준으로 정화가 가능함에 따라 동물과 식물과 연계되는 농.축.수산 및 환경 분야 개선에 크게 기여할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1: 본원에서 제공되는 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 동시 생육을 위한 공정도
도 2: 본원에서 제공되는 동절기 밀폐된 비닐하우스 내부의 광합성 향상을 위하여 작물 상부에 설치한 이산화탄소 공급 키트
도 3: 본원의 실시 예를 통하여 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육방법 실험 예
도 2: 본원에서 제공되는 동절기 밀폐된 비닐하우스 내부의 광합성 향상을 위하여 작물 상부에 설치한 이산화탄소 공급 키트
도 3: 본원의 실시 예를 통하여 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육방법 실험 예
본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 도면을 제시하여 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 물고기의 먹이를 자급자족할 수 있도록 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장이 구비되고, 각각의 수위 조절장치에 의해 양어장의 물 높이가 유지되도록 제공되되, 양어장 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수를 활성오니조에 이송되도록 제공되고, 활성오니조에 저장된 오염수를 광촉매, 미생물 담체 및 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해한 암모니아성 질소를 무해한 질산성 질소로 변화시킴과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 다량 번식시키도록 제공한 후 활성오니법 처리수를 채소 재배지로 이송되도록 구성하고, 채소재배지의 작물들이 활성오니법 처리수에 의해 제공된 영양분의 물을 흡수하여 작물의 우수한 신선도와 높은 증수율을 제공하기 위한 영양원소와 어류의 배설물에 포함된 부영양화 원소 및 유해물질을 흡수, 성장하도록 제공한 후 양어장으로 유입되도록 제공하되, 채소재배지에 이용된 물 저장조의 수질이 좋지 않을 경우 양어장에 유입되지 않고, 활성오니조에 다시 유입되도록 구성하여 활성오니법에 의한 미처리된 수질을 정화시킨 후 양어장으로 유입되도록 제공하고, 추가로 동절기 밀폐된 비닐하우수의 채소재배지 공간에 광합성을 극대화시켜 높은 증수율 향상을 위한 이산화탄소 공급이 이루어지도록 구성되는 것을 포함하여 이루어지는 발명은 하기에 출원인이 제시한 도면의 실시양태 이외에, 예를 들어 기업의 부설연구소 등을 갖는 기업수준에서는 유사한 결과를 얻을 수 있는 다양한 방법과 수단이 동원될 수 있음은 당연하다 할 것이며, 본원을 통하여 우수한 품질의 재소 작물을 제공함은 물론 자연생태계에 의한 연속적 순환 방법에 의해 환경오염 물질 및 유해물질을 배출하지 않으면서 어류 및 채소를 키울 수 있는 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육방법을 제공하는데 목적이 있다.
이하에 제시되는 도면은 본 발명자가 원하는 발명의 효과를 얻을 수 있을 것인지 확인하기 위해 실시예 형태로 적용한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본원에서 제공되는 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 동시 생육을 위한 공정도이고, 도 2는 본원에서 제공되는 동절기 밀폐된 비닐하우스 내부의 광합성 향상을 위하여 작물 상부에 설치한 이산화탄소 공급에 의한 작물의 증수를 제공할 수 있도록 적용되는 실시 양태의 예시도이며, 도 3은 키트의 본원의 실시 예를 통하여 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육상태를 확인하기 위한 실험양태의 사진도를 나타낸 것이다.
도 1에서는 물고기의 먹이를 자급자족할 수 있도록 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장(10)이 마련되고, 어류의 식물성 먹이와 동물성 먹이는 자체 배양하거나 키워져서 양어장(10)에 공급되도록 적용되며, 양어장(10)과 활성오니조(20)와 채소재배지(30)에 이용된 물 저장조(40)에는 각각의 수위 조절장치(10-1, 20-1, 40-1)에 의해 물 이송 장치가 가동되어 양어장(10)의 오염수가 활성오니조(20) -> 채소재배지(30) -> 물 저장조(40)를 경유하며 물 저장조(40) 물이 다시 양어장(10)으로 유입되는 순환시스템을 이루는 과정 중 채소재배지를 경유하여 물 저장조(40)로 유입된 물의 수질을 측정하여 질소 및 인과 같은 부영양화 원소가 다량 존재하거나 유해한 원소가 존재할 경우 물 저장조(40)의 물은 다시 활성오니조(20)로 리싸이클(recycle) 되도록 적용되는 구성을 나타낸 것이다.
상기 순환시스템의 기술구성을 더욱 상세히 설명하여 보면 물고기의 먹이를 자급 자족할 수 있도록 어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장(10) 내부에 재배되는 물고기는 민물고기인 것을 제외하고는 특별한 제한이 없이 크기나 종류에 제한없이 선택되는 어종이 양식될 수 있으며 사육되는 물고기에 식물성 먹이와 동물성 먹이가 자체 배양하거나 또는 키워서 양어장(10)에 공급할 수 있도록 식물성 먹이공급조(50)와 동물성 먹이공급조(60)가 부대시설로 마련되고, 식물성 먹이공급조(50)는 물고기의 산란장소나 피난처, 초어의 먹이를 지원하도록 부들, 말, 가래, 검정말, 이끼, 조류, 개구리밥, 연꽃 중 1종 이상의 식물성 먹이가 배양되어 양어장에 물고기의 먹이로 공급되도록 구성되고, 동물성 먹이공급조(60)는 동물성 플랑크톤, 원생동물, 윤형동물, 물벼룩, 갈겨니, 쉬리, 좀구굴치, 플라나리아, 다슬기, 조개, 수생곤충의 유충, 환형동물, 지렁이, 민물새우, 장구벌래, 우렁이, 물거미 중 1종 이상의 동물성 먹이를 키워서 양어장(10)에 물고기의 먹이로 공급되도록 구성될 수 있다.
상기 양어장(10)에는 양어장 수위 조절장치(10-1)가 구성되고, 수위 조절장치(10-1)에 의해 필요한 경우 외부물 공급장치(80)가 자동으로 가동되거나 중단되는 시스템을 이루고 양어장(10)의 수위를 조절하도록 구성될 수 있으며, 임의로 수동방법에 의해 양어장 물 공급, 차단벨브(70-1)에 의해 조절할 수 있도록 적용될 수 있음은 당연하다.
상기 활성오니조(20)는 양어장(10)에서 양식되는 물고기로부터 배설되는 분변 등으로 암모니아성 질소로 오염된 오염수를 활성오니법에 의해 무해한 질산성 질소로 전환시켜서 재배할 채소작물에 유익한 미생물을 다량 번식시키고, 광촉매에 의해 수질 용존된 유해물질을 분해시키기 위한 목적을 이루는 공간으로 기능하는 곳으로, 양어장(10)에서 양식되는 민물고기의 배설로 더러워진 오염수는 활성오니조 수위조절장치(20-1)에 의해 양어장(10)의 오염수 이송용모터(90-1)가 가동되어 활성오니조(20)에 유입되거나, 또는 수동방법에 의해 양어장의 오염수 물 공급, 차단벨브(70-2)를 조절하여 양어장의 오염수가 활성오니조(20)에 유입될 수 있도록 구성될 수 있다.
활성오니조(20)에 유입된 물고기의 배설물은 대부분 유해성 암모니아성 질소를 포함하고 있음에 따라 무해한 질산성 질소로 변환시키고 호기성의 미생물을 다량 번식시키기 위하여 활성오니법에 의한 폭기를 제공함과 동시에 광촉매에 의해 수중 용존된 유해성 유기물질을 제거하기 위하여 단독의 버미큘라이트, 암면, 펄라이트 중 선택되어지는 1종 이상의 발포성 무기 다공성소재 내지는 입자성 또는 분말상의 활성탄이 바닥면 기준으로 10 ~ 20 cm 높이로 구성되거나 수중에 용존된 유기물을 광분해시키기 위하여 다공성 소재 100 중량부 기준에 이산화티타늄(TiO2) 내지는 산화아연(ZnO)의 광촉매가 1.0 중량부 이하로 구성되는 광촉매가 활성오니조(20)의 [ ]에 위치하도록 설치되는 구성이 바람직하다.
활성오니법에 의해 처리된 오염수는 작물 성장에 필요한 영양원소와 다량의 미생물이 포함된 물로 전환된 상태의 물은 활성오니조의 처리수 이송용 모터(90-2)가 가동되어 채소재배지(30)로 이동하여 작물의 뿌리와 접촉하도록 구성되거나, 활성오니조의 물 공급 차단벨브(70-3)에 의해 채소재배지에 공급량을 조절하며 공급될 수 있도록 구성된다.
상기 채소재배지(30)는 채소작물을 재배할 수 있는 모종화분이 일정한 방향으로 규칙적으로 삽입될 수 있는 공간으로 이루어지는 모종트레이(2)가 물과 접촉되도록 구성되면서 수면으로부터 가로, 세로가 규칙적인 트레이 형태로 수평방향으로 연속적 연결되도록 구성되거나 통상적으로 수경재배 시설에 적용되는 실시형태로 구성될 수 있다.
상기 모종트레이는 재배작물의 뿌리를 받쳐 줄 고형 배지경(Medium culture)이 필요하며, 이는 뿌리를 지탱해주는 고형지지체 형상의 모종트레이(2)가 있는 상태에서 지지체에 본원의 영양성분 및 다량의 미생물이 존재하는 상태는 식물 재배용 물을 공급해주기 위한 구조로 제공될 수 있으며, 작물의 신선도 및 증수를 위해 모종트레이(2) 내부에 다량의 영양원 및 미량 원소를 혼합하여 제공할 수 있음은 물론이다.
이를 위해 모종트레이(2) 내부에 펄라이트, 암면, 모래, 자갈, 폴리우레탄 폼, 버미큘라이트, 피트모스, 코코섬유, 왕겨, 훈탄, 활성탄 중 선택되어지는 1종 이상의 성분으로 고형배지원료 100 중량부로 기준으로 할 때 퇴비, 구비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부숙토, 부엽토, 아미노산 발효 부산비료, 아미노산 발효비료, 건계분, 건조축산 폐기물, 톱밥, 토양 미생물 제제, 유기성 하수슬러지, 나뭇잎, 지렁이 분변토 중 선택되어지는 1종 이상의 영양성분을 50 내지는 150 중량부 혼합되도록 구성시켜 영양성분이 분해되면서 서서히 탄산가스 방출에 의해 식물의 탄소 동화작용을 촉진시키고, 작물의 생육을 촉진하도록 적용될 수 있다.
상기 채소재배지(30)에서 재배되는 작물들은 활성오니조(20)에서 공급되는 영양수를 흡수하고, 채소재배지에서 사용된 물은 물 저장조(40)의 수위 조절장치(40-1)에 의해 물 저장조(40)에 유입되는데 이 때 채소재배지(30)를 통과한 물의 수질상태를 측정하여 수질상태가 양호할 경우 이동용 모터(90-3)가 구동되면서 처리수는 양어장(10)으로 재차 유입, 순환되도록 구성하거나, 채소재배지를 통과한 물이 수질상태가 양호하지 못한 경우 물 공급, 차단벨브(70-4)를 수동으로 차단한 후 활성오니조의 처리수 이동용 모터(90-2)를 구동시켜 활성오니조(20)로 리싸이클되도록 구성하고, 활성오니법에 의해 재차 수처리한 후 채소재배지(30)를 다시 경유한 다음 다시 물 저장조(40)에 유입시키고 양호한 합격수질기준을 충족시킨 후 양어장(10)으로 유입되도록 구성하도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
도 2는 본원 기술의 채소재배지(30)에서 상부 및 측부에 밀폐공간을 형성하고 그 내부에서 광합성 향상을 촉진시키기 위한 수단으로 재배식물 상부 위치에 이산화탄소 공급수단을 설치하여 작물의 증수를 제공할 수 있는 실시 양태를 나타낸 것으로 고형지지체 형상의 모종트레이(2)에 재배식물(1)이 심긴 상태의 식물재배 트레이 다수개가 엮인 구조를 이루고, 날씨가 추운 동절기 같은 경우 채소재배지(30)의 상부 공간에 이산화탄소의 공급 소스(Source)가 될 수 있는 탄산칼슘, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄 중 1종 이상의 탄산염이 선택되어지고, 산/염기 반응에 의해 이산화탄소(CO2) 가스가 방출되어 광합성을 촉진하도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
이하에서는 본원 발명의 현장 적용가능성을 확인하기 위해 적용된 발명의 실시예를 기재하고자 하는바, 이는 본 발명의 기술사상이 현장 적용 가능한 범위를확인하기 실시양태로써 본원 기술사상이 이에 의하여 한정되는 것은 아님은 당연하다.
실시 예 1
양어장(10) 형태로 2톤의 저장조 내부에 약 1.5톤의 지하수와 평균 길이가 약 7 cm 크기의 향어 450마리를 공급하고, 일정한 수위를 조절하도록 하였다. 따로 1 톤 크기의 용기에 물을 약 800 L 공급한 후 광합성 제공 및 식물성의 영양원소 공급에 의한 식물성 먹이의 증식을 위하여 0.1 중량%의 탄산암모늄과 0.05 중량%의 인산칼륨(Potassium phosphate, monobasic)의 농도가 되게 공급, 용해한 다음 약 1리터의 개구리밥이 포함된 용액을 공급하여 매일 증식시켰으며, 동물성 먹이의 증식을 위해 개별적으로 분변토 제조에 이용된 지렁이를 준비하였다.
저장조에 있는 향어의 먹이는 오전 10시 30분경 식물성 먹이와 동물성 먹이를 번갈아 가면서 공급하였으며, 식물성 먹이는 본원의 실시 예를 위해 배양한 개구리 밥이 포함된 물 2 L를 공급하고, 동물성 먹이는 본원의 실시 예를 위해 개별적으로 분변토 생산을 위해 사육한 지렁이 100 g을 칼로 분쇄한 다음 공급하였다.
식물성 먹이와 동물성 먹이를 번갈아 가면서 45일간 공급한 후 향어의 배설물이 포함된 오염수를 200 L의 플라스틱 드럼통(활성오니조 : 20)으로 옮겨지도록 펌핑을 하고, 화훼집에서 구입한 다공성 질석(Vermiculite) 1 kg과 활성오니법을 구현하기 위하여 (주)오성엔비테크에서 구입한 입자성 활성탄 2 kg을 공급한 다음 연속적으로 공기를 공급하여 버블링(Bubbling)을 하였다.
채소재배지(30) 형태로 모종 트레이의 홈 내부에 작물 뿌리를 지탱해주기 위한 지지체를 구성시키고, 영양성분을 동시에 공급하기 위하여 분변토와 버미큘라이트와 1:1 중량비로 혼합된 분말을 모종 트레이 홈 내부에 각각 충진한 다음 상추 모종을 각각 심었다. 상추 모종이 이루어져 있는 모종 트레이를 U자형 판넬 내부 바닥에 존재하도록 하고, 활성오니법에 의해 처리된 물의 부유물질이 여과되면서 작물 재배를 위한 영양성분 공급을 위하여 연속적으로 모종트레이 하단부를 지나가도록 한 후 작물의 영양원소를 공급된 이후의 물을 향어가 존재하는 2톤의 저장조(양어장 : 10)로 45일간 리싸이클 방법에 의해 유입되도록 하였다.
실시 예 2
작물의 대상을 시금치로 하고, 모종 트레이의 홈 내부에 작물 뿌리를 지탱해주기 위한 지지체를 구성시킴과 동시에 영양성분을 동시에 공급하기 위하여 부숙토와 퍼얼라이트와 1:1 중량비로 혼합된 분말을 제외하고는 실시 예 1과 동일하게 수행하였다.
실시 예 3
12월에서 다음 해 1월의 동절기 중 작물 재배를 위해 채소재배지(30)를 비닐하우스 형태로 수행하고, 비닐하우스 내부 상단에 3.3 ㎡ 당 100 g의 탄산암모늄 시약이 약 1 mm의 크기로 천공된 비닐봉지에 충진된 이산화탄소 소스를 걸어 놓은 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일하게 수행하였다.
실시 예 4
작물 재배를 위한 영양성분 공급을 위하여 활성오니법에 의해 처리된 물을 상추 재배를 위한 모종트레이 하단부를 연속적으로 지나가도록 하되, 모종트레이 하단부 끝부분에 통과한 물을 2차의 활성오니법에 의해 처리한 후 저장조(양어장 : 10 )로 유입시킨 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일하게 수행하였다.
비교 예 1～2와 4
식물성 및 동물성 먹이를 자체적으로 키우지 않고, 식물성 먹이인 경우 대청댐에서 발생되는 녹조수를 채취하여 공급하고, 동물성 먹이인 경우 세경팜(주)에서 지렁이를 구입하여 공급하고, 활성오니조의 활성오니법을 제공하지 않은 것을 제외하고는 실시 예 1~2와 실시 예 4와 동일하게 수행하였다.
비교 예 3
이산화탄소의 소스를 공급하지 않은 것을 제외하고는 실시 예 3과 동일하게 수행하였다.
비교 예 1~4와 실시 예 1~4의 기술구성에 대한 결과를 확인하기 위하여 물고기가 존재하는 저장조 물의 수질과 활성오니조에서 활성오니법으로 처리한 후 작물재배지에 유입되어 작물이 영양수로 흡수한 최종의 물(처리수)을 채취하여 수질을 비교하였으며, 작물의 증수율을 확인하였다. 작물의 증수율은 비교 예 1~4의 증수율을 100 %으로 기준으로 하고, 실시 예 1~4에 따른 증수율을 비교하였다.
암모니아성 질소, 질산성 질소, 화학적산소요구량(COD, Chemical Oygen Demand)은 수질오염공정시험방법 증 암모니아성 질소(적정법) 시험법, 질산성 질소(이온크로마토그래피) 시험법, 화학적 산소요구량(적정법-산성-과망간산칼륨법) 시험법에 의해 수행하였으며, 작물의 증수율 확인은 생체중(무게) 평가방법에 의해 수행하였으며, 이에 대한 비교 예 1~4와 실시 예 1~4의 결과를 표 1에 나타냈었다.
| 구분 | 암모니아성 질소(ppm) | 질산성 질소 (ppm) |
COD (ppm) |
증수율 (%) |
|
| 실시 예 1 |
저장조 | 5.3 | 0.22 | 5.9 | 135 |
| 처리수 | 0.82 | 1.2 | 0.12 | ||
| 실시 예 2 |
저장조 | 5.1 | 0.19 | 5.8 | 138 |
| 처리수 | 0.78 | 1.5 | 0.098 | ||
| 실시 예 3 |
저장조 | 5.4 | 0.23 | 6.1 | 176 |
| 처리수 | 0.86 | 1.8 | 0.10 | ||
| 실시 예 4 |
저장조 | 2.1 | 0.096 | 6.0 | 124 |
| 처리수 | 0.087 | 0.84 | 0.046 | ||
| 비교 예 1 |
저장조 | 5.8 | 0.16 | 6.1 | 100 |
| 처리수 | 4.2 | 0.12 | 6.0 | ||
| 비교 예 2 |
저장조 | 5.6 | 0.18 | 5.8 | 100 |
| 처리수 | 4.1 | 0.13 | 5.6 | ||
| 비교 예 3 |
저장조 | 5.8 | 0.18 | 6.0 | 100 |
| 처리수 | 4.0 | 0.15 | 5.7 | ||
| 비교 예 4 |
저장조 | 5.9 | 0.17 | 6.1 | 100 |
| 처리수 | 4.4 | 0.14 | 6.0 | ||
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 종래의 방법인 비교 예 1~4를 살펴보면 물고기를 사육하는 양어장의 수질은 대부분 질산성 질소보다는 암모니아성 질소로 구성되고 있는 바, 이는 물고기의 배변활동으로 인해 배설물에 포함된 암모니아성 질소가 대부분을 차지하고 있으며, 채소 재배지로 유입되는 물의 암모니아성 질소의 농도 역시 매우 높은 수준을 나타내고 있으며 또한 화학적 산소요구량인 경우 약 6 ppm 농도를 나타내고 물고기를 사육하는 양어장 저장조나 채소재배지로 유입된 물의 화학적 산소요구량 결과가 비슷하게 나타남에 따라 종래의 방법에 의하면 수중에 용존되어 있는 유기물의 제거능력 부족으로 인한 산소부족, 유기물, 암모니아 등의 무기질소로 인하여 수질오염이 지속되며 수질관리가 되지 않을 경우 성장저해, 질병발생 등으로 어류를 건강하게 키울 수 없으며, 이와 더불어 동시에 야채작물의 재배에도 많은 한계가 있을 것으로 예상된다.
반면, 본원의 실시예에 따라 활성오니법에 의한 물고기의 사육수를 처리한 경우에는 대부분 낮은 농도의 무해성 암모니아성 질소로 유지할 수 있어 부영양화에 의한 수질오염을 방지함은 물론 화학적산소요구량의 값을 크게 떨어뜨릴 수 있어 오염된 수질의 정화효과가 큼을 확인할 수 있다.
또한 채소재배지를 통과한 후 활성오니법을 2차로 처리하였을 경우 환경 오염물질인 암모니아성 질소 및 질산성 질소와 화학적 산소요구량이 크게 떨어지면서 작물의 증수율이 종래의 방법보다 30 % 이상의 높게 나타났는바 이는 양어장 내부에서 사육하는 물고기의 배설물에 포함된 부영양화 원소를 비롯하여 활성오니조에 유입된 오염수를 활성오니법에 의해 처리함으로서 다량한 호기성 미생물이 증식되고 이러한 호기성 미생물이 다량 존재하는 수분을 공급함에 따라 작물 성장과정 중 내성 증가 및 증수에 기여한 것으로 판단된다.
또한 동절기 작물재배 과정 중 밀폐된 비닐하우스 내부에 광합성을 촉진시키기 위하여 이산화탄소의 소스를 제공함에 따라 작물의 증수율은 매우 크게 나타남에 따라 본원의 자연생태계 순환 농법을 이용한 어류 및 채소의 생육방법은 미래의 국내 친환경 농수산업의 지속적인 가능성 및 발전에 크게 기여할 것으로 예상된다.
10 : 양어장
10-1 : 양어장 수위조절장치
20 : 활성오니조 20-1 : 활성오니조 수위 조절장치
30 : 채소 재배지 40 : 채소 재배지에서 이용된 물 저장조
40-1 : 채소 재배지에서 이용된 물 저장조의 수위 조절장치
50 : 식물성 먹이 공급조 60: 동물성 먹이 공급조
70-1 : 양어장 물 공급 및 차단벨브
70-2 : 양어장의 오염수 공급 및 차단벨브
70-3 : 활성오니조의 물 공급 및 차단벨브
70-4 : 채소재배에 이용된 물 공급 및 차단벨브
80 : 물 공급장치 90-1: 양어장의 오염수 이송용 모터
90-2: 활성오니조의 처리수 이송용 모터
90-3: 채소재배지에 이용된 처리수의 이송용 모터
90-4: 채소재배지에 이용된 미처리수의 이송용 모터
100: 양어장 오염수의 순환 공정
20 : 활성오니조 20-1 : 활성오니조 수위 조절장치
30 : 채소 재배지 40 : 채소 재배지에서 이용된 물 저장조
40-1 : 채소 재배지에서 이용된 물 저장조의 수위 조절장치
50 : 식물성 먹이 공급조 60: 동물성 먹이 공급조
70-1 : 양어장 물 공급 및 차단벨브
70-2 : 양어장의 오염수 공급 및 차단벨브
70-3 : 활성오니조의 물 공급 및 차단벨브
70-4 : 채소재배에 이용된 물 공급 및 차단벨브
80 : 물 공급장치 90-1: 양어장의 오염수 이송용 모터
90-2: 활성오니조의 처리수 이송용 모터
90-3: 채소재배지에 이용된 처리수의 이송용 모터
90-4: 채소재배지에 이용된 미처리수의 이송용 모터
100: 양어장 오염수의 순환 공정
Claims (6)
- 양어장과 활성오니조와 채소재배지와 물 저장조가 포함되어 순환구조를 형성하며 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템의 적용방법에 있어서,
어류의 종류와 크기에 따라 식물성 및 동물성 먹이가 공급될 수 있는 양어장(10)이 마련되고 양어장(10) 내부의 물고기가 생육하는 과정 중 발생되는 암모니아성 질소가 포함된 배설물 오염수가 활성오니조(20)로 이송되는 제1단계와
활성오니조(20)로 유입된 오염수가 광촉매, 미생물 담체와 접촉하면서 버블링(Bubbling)이 포함된 활성오니법에 의해 유해성 암모니아성 질소가 무해성 질산성 질소로 변화됨과 동시에 채소작물에 유익한 미생물을 번식시키는 활성오니법 처리수가 채소재배지(30)로 공급되는 제2단계와
채소재배지(30)로 이송된 물이 재배채소에 영양성분을 제공하고 잔량물을 물 저장조(40)로 이송되는 제3단계와
물 저장조(40)로 유입된 물을 분석하여 양어장(10)으로 공급되기 부적합한 수질인 경우 활성오니조(20)로 리싸이클(recycle)시키고 수질기준에 적합한 경우 양어장(10)으로 유입되도록 적용되는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법. - 제1항에 있어서,
상기 활성오니조(20)에서 광촉매는 버미큘라이트, 암면, 펄라이트 중 선택되어지는 1종 이상의 발포성 무기 다공성소재 100 중량부에 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO)의 광촉매가 0.1~1.0 중량부 범위로 코팅되어 적용되는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법. - 제1항에 있어서,
상기 채소재배지(30)에 사용되는 모종트레이에는 펄라이트, 암면, 모래, 자갈, 폴리우레탄 폼, 버미큘라이트, 피트모스, 코코섬유, 왕겨, 훈탄, 활성탄 중 선택되어지는 1종 이상의 뿌리지지체 분말과 뿌리지지체 분말 100 중량부로 기준으로 퇴비, 구비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부숙토, 부엽토, 아미노산 발효 부산비료, 아미노산 발효비료, 건계분, 건조축산 폐기물, 톱밥, 토양 미생물 제제, 유기성 하수슬러지, 나뭇잎, 지렁이 분변토 중 선택되어지는 1종 이상의 영양성분이 50 ~ 150 중량부 비율로 혼합되어 적용되는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법. - 제1항에 있어서,
상기 채소재배지(30)에 광합성 소스(Source)를 제공하기 위하여 탄산칼슘, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄 중 1종 이상의 탄산염이 선택되어지고, 산/염기 반응에 의해 이산화탄소의 소스가 방출되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법. - 제1항에 있어서,
상기 순환시스템에서 양어장(10)과 활성오니조(20) 및 물 저장조(40)에는 각각의 수위 조절장치(10-1, 20-1, 40-1)에 의해 물 이송 장치가 가동되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법.
- 제1항에 있어서
상기 제1항의 어류사육과 채소작물을 동시 얻기 위한 순환시스템이 건물의 실내에 소규모로 제작되어 적용되므로 개인적인 욕구를 충족시키도록 적용되는 것을 특징으로 하는 어류사육과 채소작물을 동시 충족시키는 순환시스템 적용방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114766343A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-22 | 济宁四丰农业科技有限公司 | 蔬菜栽培及营养供给装置和栽培方法 |
| CN115140844A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-04 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种新型畜牧养殖废水处理方法 |
| CN115500308A (zh) * | 2022-09-24 | 2022-12-23 | 衡山福云生态农业有限责任公司 | 一种分层的稻鱼共生循环种养模型 |
| KR102535653B1 (ko) * | 2022-10-12 | 2023-05-26 | 주식회사 아쿠아랩 | 혼합 결합형 아쿠아포닉스 시스템 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190166A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-17 | Nakajima Suisan Co Ltd | 養殖・栽培方法及びそのシステム |
| JP3117334U (ja) * | 2005-10-03 | 2006-01-05 | 株式会社上田敷物工場 | 水質浄化具 |
| JP2013138615A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Kurita Water Ind Ltd | 水耕栽培システム |
| KR20160148170A (ko) * | 2015-06-16 | 2016-12-26 | 인천대학교 산학협력단 | 공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템 |
| KR20170072536A (ko) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 대상 주식회사 | 고수율 콩나물 재배방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3117334B2 (ja) * | 1993-07-15 | 2000-12-11 | 三菱重工業株式会社 | 空気調和機の室外ユニット |
-
2019
- 2019-08-27 KR KR1020190105491A patent/KR102258856B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190166A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-17 | Nakajima Suisan Co Ltd | 養殖・栽培方法及びそのシステム |
| JP3117334U (ja) * | 2005-10-03 | 2006-01-05 | 株式会社上田敷物工場 | 水質浄化具 |
| JP2013138615A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Kurita Water Ind Ltd | 水耕栽培システム |
| KR20160148170A (ko) * | 2015-06-16 | 2016-12-26 | 인천대학교 산학협력단 | 공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템 |
| KR20170072536A (ko) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 대상 주식회사 | 고수율 콩나물 재배방법 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114766343A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-22 | 济宁四丰农业科技有限公司 | 蔬菜栽培及营养供给装置和栽培方法 |
| CN114766343B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-04-07 | 济宁四丰农业科技有限公司 | 蔬菜栽培及营养供给装置和栽培方法 |
| CN115140844A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-04 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种新型畜牧养殖废水处理方法 |
| CN115500308A (zh) * | 2022-09-24 | 2022-12-23 | 衡山福云生态农业有限责任公司 | 一种分层的稻鱼共生循环种养模型 |
| KR102535653B1 (ko) * | 2022-10-12 | 2023-05-26 | 주식회사 아쿠아랩 | 혼합 결합형 아쿠아포닉스 시스템 |
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